Научная статья на тему 'НОВЫЙ МОДУЛЯТОР АКТИВНОСТИ STIM2-ЗАВИСИМЫХ ДЕПО-УПРАВЛЯЕМЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ'

НОВЫЙ МОДУЛЯТОР АКТИВНОСТИ STIM2-ЗАВИСИМЫХ ДЕПО-УПРАВЛЯЕМЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
95
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Acta Naturae (русскоязычная версия)
WOS
Scopus
ВАК
RSCI
PubMed
Ключевые слова
КАЛЬЦИЙ / ДЕПО-УПРАВЛЯЕМЫЙ ВХОД / STIM1 / STIM2 / 2-APB / ORAI

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Скопин Антон Юрьевич, Григорьев Андрей Дмитриевич, Глушанкова Любовь Николаевна, Шалыгин Алексей Вадимович, Ванг Г.

Депо-зависимый вход кальция - один из основных путей поступления кальция в электроневозбудимые клетки, вызывающий запуск множества внутриклеточных сигнальных каскадов. Белки семейства STIM (STIM1 и STIM2), ключевые в данном процессе, являются сенсорами кальция во внутриклеточных кальциевых депо, активирующими депо-управляемые каналы плазматической мембраны при снижении концентрации кальция. В физиологических условиях белки STIM1 и STIM2 управляют различными депо-зависимыми ионными каналами плазматической мембраны. Селективные модуляторы активности белков STIM на данный момент отсутствуют, а инструментарий по разграничению их активности в условиях эксперимента недостаточен. В результате скрининга библиотеки низкомолекулярных соединений нами обнаружено вещество 4-MPTC, селективно подавляющее STIM2-зависимый депо-управляемый вход кальция (IC50 = 1 мкМ), но практически не влияющее на STIM1-зависимый механизм активации депо-управляемых каналов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Скопин Антон Юрьевич, Григорьев Андрей Дмитриевич, Глушанкова Любовь Николаевна, Шалыгин Алексей Вадимович, Ванг Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «НОВЫЙ МОДУЛЯТОР АКТИВНОСТИ STIM2-ЗАВИСИМЫХ ДЕПО-УПРАВЛЯЕМЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ»

УДК 577.352.465

Новый модулятор активности STIM2-зависимых депо-управляемых кальциевых каналов

А. Ю. Скопин1, А. Д. Григорьев1, Л. Н. Глушанкова1, А. В. Шалыгин1, Г. Ванг2, В. Г. Карцев3, Е. В. Казначеева1*

1Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, 194064 Россия

2Университет Сучжоу Колледж фармакологических наук, Сучжоу, Цзянсу, 215123 Китай

3ИнтерБиоСкрин (InterBioScreen Ltd.), Черноголовка, 142432 Россия

*E-mail: [email protected]

Поступила в редакцию 25.11.2020

Принята к печати 24.12.2020

DOI: 10.32607/actanaturae.11269

РЕФЕРАТ Депо-зависимый вход кальция - один из основных путей поступления кальция в электроневозбудимые клетки, вызывающий запуск множества внутриклеточных сигнальных каскадов. Белки семейства STIM (STIM1 и STIM2), ключевые в данном процессе, являются сенсорами кальция во внутриклеточных кальциевых депо, активирующими депо-управляемые каналы плазматической мембраны при снижении концентрации кальция. В физиологических условиях белки STIM1 и STIM2 управляют различными депо-зависимыми ионными каналами плазматической мембраны. Селективные модуляторы активности белков STIM на данный момент отсутствуют, а инструментарий по разграничению их активности в условиях эксперимента недостаточен. В результате скрининга библиотеки низкомолекулярных соединений нами обнаружено вещество 4-MPTC, селективно подавляющее STIM2-зависимый депо-управляемый вход кальция (IC50 = 1 мкМ), но практически не влияющее на STIMl-зависимый механизм активации депо-управляемых каналов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА кальций, депо-управляемый вход, STIM1, STIM2, 2-APB, Orai.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 2-APB - 2-аминоэтоксидифенилборат; 4-MPTC - 4-метил-2-(2-пропилпиридин)^-(пиридин)-тиазол-5-карбоксамид; CC1 - домен coiled-coil 1; DMSO - диметилсульфоксид; STIM - молекула стромального взаимодействия; SOAR - STIM-ORAI-активирующий домен; Tg - тапсигаргин.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение концентрации ионов кальция в цитоплазме - один из общих ответов клетки на внеклеточную стимуляцию мембранных рецепторов физиологически активными веществами, запускающими широкий спектр внутриклеточных каскадов. В физиологических условиях кальциевый ответ клетки на агонист включает в себя не только вход внеклеточного кальция в клетку, но и опустошение внутриклеточных депо, расположенных в эндоплаз-матическом ретикулуме [1]. Вход кальция в клетку через каналы плазматической мембраны в ответ на опустошение внутриклеточных депо или депо-управляемый вход кальция [2] обеспечивает существенную часть притока ионов кальция. Запускают этот вход белки STIM ^ТШ1 и STIM2) - сенсоры кальция в просвете эндоплазматического ретику-лума. Первым был охарактеризован белок STIM1, основной активатор депо-управляемого входа [3, 4].

Белки STIM1 и STIM2 различаются сродством к ионам кальция и способностью к взаимодействию с каналами плазматической мембраны [5]. STIM2 более чувствителен к малым изменениям концентрации кальция в депо и является более слабым активатором депо-управляемого входа, чем STIM1. Вероятнее всего, STIM1 отвечает за кальциевый ответ клетки при поступлении внеклеточного сигнала, а STIM2 регулирует базальный уровень концентрации кальция в депо и цитозоле [6]. Кроме того, STIM2 способствует переходу STIM1 в активное состояние [7]. В физиологических условиях STIM1 и STIM2 активируют в клетке различные депо-управляемые каналы [8], которые сформированы белками семейств Orai [9, 10] и TRP [11-13]. Белки STIM вовлечены в широкий спектр патологических процессов. Например, при болезни Хантингтона [14, 15], болезни Альцгеймера [16, 17], церебральной ишемии [18] и черепно-мозговых травмах [19, 20] на фоне увеличенной активности

белков STIM наблюдается долговременное повышение концентрации кальция в нейронах, приводящее к клеточной гибели. Изменение уровней экспрессии STIM характерно для нескольких типов рака молочной железы [21], карциномы толстой кишки [22]. Таким образом, изменение активности белков STIM, в частности, уменьшение активности STIM2, может вызывать потенциальный терапевтический эффект. В фундаментальных исследованиях модулятор активности белков STIM2 востребован как инструмент, дающий возможность разделить STIM1- и STIM2-зависимые сигнальные пути, поскольку подобные фармакологические инструменты на данный момент отсутствуют.

Исследователи активно применяют широкий спектр блокаторов депо-управляемого входа, большинство из них модулируют активность депо-зависимых каналов, но эти соединения зачастую недостаточно охарактеризованы и имеют несколько мишеней. Одно из наиболее часто применимых соединений 2-аминоэтоксидифенилборат (2-APB) впервые было охарактеризовано как блокатор IP3-индуцированного выброса кальция [23]. В настоящее время оно широко применяется как блокатор депо-управляемого входа при концентрациях более 50 мкМ. Кроме того, показано, что 2-APB в концентрации 5 мкМ может потенцировать депо-управляемый вход [24]. Механизм действия 2-APB не до конца изучен, известно, что это соединение действует на несколько мишеней и, в том числе, оказывает модулирующий эффект на активность различных каналов, например, образованных белками семейства TRPV [25, 26] и Orai3 [27]. 2-APB увеличивает также неспецифическую утечку кальция из просвета эндо-плазматического ретикулума [28].

При заполненном кальцием депо эндоплазмати-ческого ретикулума белки STIM находятся в неактивной конформации, которая стабилизируется взаимодействием доменов СС1 (Coiled-Coil 1) и SOAR (STIM-Orai Activating Region). При опустошении депо белки STIM мультимеризуются, меняют свою конформацию и открывают домен SOAR для взаимодействия с каналами плазматической мембраны [29]. Известно, что соединение 2-APB в концентрациях порядка 10 мкМ вызывает депо-независимый вход кальция, переводя структуру белка STIM2 в активную конформацию [30]. Соединение 2-APB в большей концентрации (50 мкМ), напротив, стабилизирует белок STIM1 в неактивной конформации за счет усиления взаимодействия между доменами СС1 и SOAR и, тем самым, затрудняет взаимодействие домена SOAR с каналами Orail и их активацию. Любопытно, что повышение экспрессии Orail этот эффект частично нивелирует [31].

Таким образом, соединение 2-APB непосредственно взаимодействует с белками STIM, а значит, является хорошей основой для поиска более селективного модулятора депо-управляемого входа кальция. В данной работе с целью выявления селективного модулятора белка STIM2 протестирована библиотека из 250 химических соединений, полученных от компании InterBioScreen Ltd. и обладающих схожей с 2-APB химической структурой. Обнаружено, что вещество 4-MPTC подавляет STIM2-зависимый вход кальция (IC50 = 1 мкМ), но практически не влияет на STIMl-зависимый механизм активации де-по-управляемых каналов. Остальные 249 соединений из данной библиотеки оказывали разнонаправленный и неселективный эффект.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Клеточные линии

В работе использовали модельные клеточные линии, любезно предоставленные Jonathan Soboloff и Mohamed Trebak, созданные на базе клеток линии НЕК293: STIM1Orai3 (линия, экспрессирующая экзогенные белки STIM1-YFP и Orai3-CFP), STIM2Orai3 (линия, экспрессирующая экзогенные белки STIM2-YFP и Orai3-CFP) [32], STIM1 КО (линия с подавлением экспрессии белка STIM1 методом CRISPR/Cas9), STIM2 KO (линия с подавлением экспрессии белка STIM2 методом CRISPR/Cas9) и Orai3 КО (линия с подавлением экспрессии белка Orai3 методом CRISPR/Cas9) [30]. Клеточные линии культивировали в среде DMEM («Биолот», Россия) с добавлением 10% эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота и антибиотиков пенициллина (100 ед./мл) и стрептомицина (0.1 мг/мл) при 37°С и 5% СО2.

Флуоресцентные измерения

Изменения концентрации внутриклеточного кальция регистрировали с использованием флуоресцентного зонда Fluo-4 AM (Thermo Fisher Scientific, США). Клеточные линии рассевали на 96-луночные планшеты для культивирования клеток за 48 ч до начала измерений. Клетки сначала инкубировали в течение 1 ч в растворе HBSS (мМ: 2 CaCl2, 130 NaCl, 25 KCl, 1.2 MgCl2, 10 HEPES и 10 глюкоза), содержащем 5 мкМ Fluo-4 AM, затем в течение 30 мин в растворе HBSS, содержащем соединение 4-MPTC (InterBioScreen Ltd., Россия) либо 1% DMSO (Sigma-Aldrich, США). Измерения проводили в присутствии 2 мМ кальция во внеклеточном растворе на планшетном ридере Fluostar Omega (BMG labtech, Германия). Данные представлены как значения интенсивности флуоресценции Fluo-4, нормированные на базальное значение флуоресценции.

л

STIM 1 Orai3 STIM2Orai3 Orai3- STIM1- STIM2- ВБ

100 кДа 70 кДа

55 кДа

Б STIM 10rai3 STIM2Orai3 Orai3- STIM1- STIM2-

130 кДа 100 кДа

ат STIM1

ат а-тубулин

ВБ

ат STIM2

4-MPTC

55 кДа

ат а-тубулин

Рис. 1. Уровень экспрессии белков STIM в клеточных линиях STIM1 Orai3, STIM2Orai3, Orai3 КО, STIM1 КО и STIM2 КО. А - иммуноблотинг с использованием антител против STIM1. Б - иммуноблотинг с использованием антител против STIM2. Для оценки равномерности нанесения проб представлены данные по окрашиванию проб антителами к а-тубулину. В - структурная формула химического соединения 4-MPTC

Электрофорез и иммуноблотинг

Клетки выращивали на чашках Петри диаметром 60 мм, затем лизировали с добавлением коктейля ингибиторов протеаз. Электрофорез белков проводили в денатурирующих условиях в 8% полиакрила-мидном геле. Перенос белков на нитроцеллюлозную мембрану осуществляли полусухим методом на установке для переноса (Hoefer Pharmacia Biotech., Германия). Первичные антитела к STIM1 (Cell Signaling #4917, США), STIM2 (Cell Signaling #5668) и а-тубулину (Sigma-Aldrich #T6074, США) разводили в соотношении 1:1000. Вторичные антитела Anti-Mouse IgG (Sigma-Aldrich #A0168) для а-тубулина и Anti-Rabbit IgG (Sigma-Aldrich #A0545) для STIM1 и STIM2. Блоты проявляли на устройстве BioRad Cell Imaging System (Bio-Rad Laboratories, Inc., США).

Низкомолекулярные химические соединения для скрининга, в том числе и 4-MPTC, любезно предоставленные компанией InterBioScreen Ltd. (ibscreen.com) в сухом виде, растворяли в DMSO до концентрации 10 мМ.

Статистическая обработка

Статистическую обработку проводили с использованием программного обеспечения Origin 8. Результаты флуоресцентных измерений проверяли на нормальность с помощью критерия Фишера. Группы данных сравнивали с помощью теста Бонферрони, статистически значимые различия отмечены на рисунках: «*» - при доверительном интервале p <0.05,

«***» - при р <0.001 и «тз.» - различия статистически не значимы.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для поиска низкомолекулярных соединений, модулирующих активность белков 8ТШ2, использовали созданную на основе клеток линии НЕК293 модельную клеточную линию, стабильно экспрессирующую экзогенные белки STIM2 и Ога13 (клеточная линия STIM2Orai3) (рис. 1А). Эффект влияния тестовых соединений на амплитуду кальциевого сигнала клеток в ответ на опустошение внутриклеточных кальциевых депо регистрировали с помощью флуоресцентного зонда Fluo-4 AM. Опустошение внутриклеточных кальциевых депо достигалось путем добавления во внеклеточный раствор 1 мкМ тапсигаргина (Tg), селективного блокатора кальциевых помп эндоплаз-матического ретикулума. На первом этапе тестировали действие библиотеки аналогов соединения 2-АРВ на Tg-индуцированный кальциевый ответ. С этой целью клетки инкубировали в растворе HBSS, содержащем каждое из 250 исследуемых соединений (в концентрации 100 мкМ) в течение 30 мин перед началом экспериментов, в которых оценивали амплитуду кальциевого ответа на приложение 1 мкМ Tg. В результате скрининга библиотеки отобрали химическое соединение 4-MPTC (рис. 1В), наиболее сильно влияющее на Tg-индуцированный кальциевый ответ в клетках STIM2Orai3. Кальциевый ответ клеток был подавлен на 39 ± 3% по сравнению с клетками,

В

л

STIM2Orai3 2 мМ Ca2+

_DMSO

— 4-МРТС

1 мкМ Tg

Б 1.6

1.5

^1.4 и_

^ 1.3

О

1.2 1.1

STIM1Orai3 2 мМ Ca2+ —DMSO — 4-МРТС

1 мкМ Tg

В 2.2

2.0

^1.8 и_

4-1.6

О

г? 1.4

Orai3- 2 мМ Ca2+

_DMSO

— 4-МРТС

1 мкМ Tg

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 с

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 с

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 с

2.0

.8

.6

О

3 1.4

.2

1.2

.0

.0

.0

Рис. 2. Влияние соединения 4-MPTC на 19-индуцированный кальциевый ответ в клеточных линиях с экспрессией экзогенных белков STIM2 и Ога13 (Л), STIM1 и Ога13 (Б) и с подавлением экспрессии белка Ога13 (В). Показана зависимость флуоресценции Р1ио-4 от времени, нормированная на базальный уровень флуоресценции. До начала эксперимента клетки инкубировали в течение 30 мин в растворе HBSS с добавлением 100 мкМ 4-МРТС. Контрольные клетки инкубировали в течение 30 мин в растворе HBSS с добавлением 1% DMSO. Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего (п = 12)

инкубированными в растворе, содержащем 1% DMSO (рис. 2А). Поскольку соединение 4-МРТС существенно подавляет Tg-индуцированный кальциевый ответ в клетках с повышенной экспрессией белков STIM2 и Orai3, то можно полагать, что 4-МРТС модулирует активность именно этих белков. В пользу непосредственного действия 4-МРТС на Orai3 может говорить и тот факт, что соединение 2-АРВ способно активировать канал Orai3 [27]. Для проверки влияния соединения 4-МРТС на каналы Orai3 использовали клеточную линию НЕК293 с нокаутом белка Orai3 (клеточная линия Orai3 КО). Инкубация клеток Orai3 КО с 4-МРТС изменяла форму Tg-индуцированного кальциевого ответа и снижала его амплитуду на 12 ± 3% (рис. 2Б). Более того, в клеточной линии НЕК293 с экспрессией экзогенных белков STIM1 и Orai3 (клеточная линия STIM1Orai3) инкубация клеток с соединением 4-МРТС не подавляет амплитуду Tg-индуцированного кальциевого ответа (рис. 2Б), а значит, и не уменьшает активность каналов Orai3. Следовательно, белок Orai3 не является селективной мишенью соединения 4-МРТС.

Известно, что активность депо-управляемых каналов в клетке может модулироваться как белками STIM1, так и белками STIM2 [8]. Изменяя уровень экспрессии данных белков, можно управлять преобладающим путем активации депо-управляе-мого входа либо через белок STIM1, либо через STIM2. Для проверки действия соединения 4-МРТС на белок STIM1 использовали клеточную линию НЕК293 с экспрессией экзогенных белков STIM1 и Orai3. Как было сказано выше, инкубация клеток STIM1Orai3 с соединением 4-МРТС меняет форму, но не подавляет амплитуду Tg-индуцированного кальциевого ответа (рис. 2Б). Поскольку в клеточной линии STIM2Orai3 соединение 4-МРТС существенно уменьшало амплитуду кальциевого ответа,

но не изменяло форму кривой (рис. 2А), можно предположить, что на путь активации депо-управля-емого входа это соединение действует через белок STIM2, но не через STIM1. Изменение формы кривой в клеточных линиях Orai3 КО и STIM1Orai3 достаточно характерно и отражает уменьшение скорости развития кальциевого ответа. Поскольку в клетках Orai3 КО и STIM1Orai3 присутствует эндогенный белок STIM2 (рис. 1Б), соединение 4-МРТС может уменьшить активность этого белка и тем самым изменить динамику как выброса кальция из депо в цитоплазму, так и входа внеклеточного кальция. Аналогичное влияние на кальциевый ответ оказывает нокаут белка STIM2 с применением коротких интерферирующих РНК, который уменьшает и выброс кальция из депо [33], и последующий вход [4, 34]. Клеточные линии со сверхэкспрессией белков STIM (STIM1Orai3, STIM2Orai3) содержат эндогенные белки STIM1 и STIM2 (рис. 1А,Б), что затрудняет интерпретацию результатов. Поэтому в дальнейших исследованиях использовали клеточные линии с нокаутом белков STIM1 (клеточная линия STIM1 КО) и STIM2 (клеточная линия STIM2 КО), которые лишены этого недостатка (рис. 1А,Б).

При полном подавлении экспрессии STIM1 белок STIM2 становится ключевым и единственным активатором депо-управляемого входа кальция [4]. Предварительное инкубирование клеток STIM1 КО с 4-МРТС уменьшало на 57 ± 8% Tg-индуцированный кальциевый ответ по сравнению с контролем (инкубация с 1% DMSO) (рис. 3А). Необходимо отметить, что в этих условиях 4-МРТС более эффективно подавляет депо-управляемый вход кальция. Так, в клеточной линии STIM1 КО Tg-индуцированный ответ был подавлен на 57%, тогда как в клетках STIM2Orai3 подавление составило 39%. В клетках с нокаутом белка STIM2, в которых единственным

Л 1.5

о

3

STIM1 KO 2 мМ Ca2+

-DMSO -4-MPTC

1 мкМ Tg

-H 1111-

Б 1.6 ■

§ 1.2

—l—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I—1—I

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 с

STIM2 KO 2 мМ Ca2+

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

DMSO 4-MPTC

1 мкМ Tg

—I-'-1-1-1->-!-1-1-'-1-'-1-1-1-1-1-'-1-'-1-'-1

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 с

Рис. 3. Влияние соединения 4-МРТС на Тд-индуцированный кальциевый ответ в клеточных линиях с подавлением экспрессии белка STIM1 (А) и STIM2 (Б). Показана зависимость флуоресценции Fluo-4 от времени, нормированная на базальный уровень флуоресценции. До начала эксперимента клетки инкубировали в течение 30 мин в растворе HBSS с добавлением 100 мкМ 4-МРТС. Контрольные клетки инкубировали в течение 30 мин в растворе HBSS с добавлением 1% DMSO. Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего (п = 12)

активатором депо-управляемого входа кальция является белок STIM1, наблюдается существенное изменение формы кривой Tg-индуцированного ответа после инкубации с соединением 4-MPTC, концентрация кальция увеличивается медленнее, чем в контрольных клетках, но максимальная амплитуда кальциевого ответа выше на 61 ± 5% (рис. 3Б). Экспериментально показано, что соединение 4-MPTC в клеточных линиях STIM1 КО и STIM2 КО действует разнонаправленно, ингибируя кальциевый ответ через STIM2-зависимые пути и увеличивая его через STIMl-зависимые пути. Таким образом, отобранное нами соединение 4-MPTC обеспечивает возможность разделения путей активации депо-управляемого входа через различные белки STIM, но механизм действия этого соединения требует уточнения.

Соединение 4-MPTC имеет характерную кривую зависимости эффекта действия от концентрации (рис. 4). Изучено действие 4-MPTC в концентрации 0.001, 0.1, 1, 10 и 100 мкМ на Tg-индуцированный кальциевый ответ в клетках STIM2Orai3. Величина концентрации полумаксимального ингибирования (ГС50) составляет 1 мкМ и рассчитана по аппроксимирующей кривой.

Таким образом, из представленных выше результатов можно заключить, что в клеточных линиях с преобладающим количеством белка STIM2 (STIM1 КО, STIM2Orai3) применение 4-MPTC существенно подавляет амплитуду кальциевого ответа на Tg. А в клеточных линиях с преобладающим количеством белка STIM1 (STIM2 КО, STIM1Orai3) соединение 4-MPTC изменяет форму кривой кальциевого ответа без уменьшения его амплитуды. Т.е. соединение 4-MPTC селективно подавляет вход

1.65 1.60 1.55-

о U_

\1.50-и_

тг 1.45-

I

О

.3 1.40

Ll_

1.35 1.30-

1.25

4-MPTC

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 Концентрация 4-MPTC, мкМ

100 1000

Рис. 4. Зависимость амплитуды Тд-индуцированного кальциевого ответа от концентрации соединения 4-МРТС в клеточной линии, экспрессирующей экзогенные белки STIM2 и О^З. Показано значение флуоресценции Fluo-4 на 9-й мин эксперимента, нормированное на базальный уровень флуоресценции. До начала эксперимента клетки инкубировали в течение 30 мин с различными концентрациями 4-МРТС (0.001, 0.1, 1, 10 и 100 мкМ). Данные представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего (п = 6). Пунктиром обозначены уровень подавления на 50% от максимального и концентрация полумаксимального ингибирования ('С50 = 1 мкМ)

кальция при депо-управляемом входе через STIM2-зависимый, но не через STIM1-зависимый путь.

Несмотря на то что соединение 2-APB широко применяется как блокатор депо-управляемого входа кальция, оно недостаточно селективно подавляет

1.5

1.4

° 1.4-

1.3

1.3

1.1

1.1

1.0

1.0

депо-зависимый вход, а кроме того, имеет разнонаправленный эффект в зависимости от концентрации. В поисках блокатора, лишенного перечисленных недостатков, исследуют производные 2-АРВ [35-41]. Большинство найденных соединений подавляют депо-управляемый вход в меньших концентрациях, чем 2-АРВ, а также лишены способности активировать вход кальция при определенных концентрациях, иными словами, обладают лучшими блокирующими свойствами, чем исходное соединение. При поиске новых блокаторов депо-управляемого входа большее внимание уделяется STIM1-зависимому пути активации депо-управляемого входа, а STIM2-зависимый путь часто остается неисследованным. Например, в качестве модельных используют клетки линии MDA-MB-231, где ключевую роль в депо-зависимом входе играют белки STIM1 и ОгаИ, либо клетки НЕК293, экспрессирующие STIM1 и белки семейства Ога1 [42, 43]. Исследование соединений DPB163-AE и DPB162-AE показало, что они по-разному взаимо-

действуют со STIM1 и STIM2, но в результате подавляют депо-зависимый вход через оба эти белка [37]. Обнаруженное нами соединение 4-МРТС обладает ингибирующим эффектом на STIM2-зависимый путь, но не подавляет вход кальция через STIM1-зависимый путь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Скрининг библиотеки аналогов соединения 2-АРВ клеток позволил отобрать соединение 4-МРТС, которое оказывает ингибирующий эффект на Tg-индуцированный кальциевый ответ клеток через STIM2-зависимый путь поступления кальция, но не подавляет вход кальция через STIM1-зависимый путь. Механизм действия этого соединения на белок STIM2 требует дальнейшего уточнения.*

Работа поддержана грантами РФФИ № 17-54-80006 (АС, АГ, ЛГ, ЕК) и РНФ № 19-14-00114 (АС, АШ, ЕК).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Putney J.W. // Cell Calcium 1986. V. 7. № 1. P. 1-12.

2. Yao Y., Tsien R.Y. // J. Gen. Physiol. 1997. V. 109. № 6. P. 703-715.

3. Zhang S.L., Yu Y., Roos J., Kozak J.A., Deerinck T.J., Ellisman M.H., Stauderman K.A., Cahalan M.D. // Nature. 2005. V. 437. № 7060. P. 902-905.

4. Liou J., Kim M.L., Heo W.D., Jones J.T., Myers J.W., Ferrell J.E., Meyer T. // Curr. Biol. 2005. V. 15. № 13. P. 1235-1241.

5. Stathopulos P.B., Zheng L., Li G., Plevin M.J., Ikura M. // Cell. 2008. V. 135. № 1. P. 110-122.

6. Brandman O., Liou J., Park W.S., Meyer T. // Cell. 2007. V. 131. № 7. P. 1327-1339.

7. Ong H.L., De Souza L.B., Zheng C., Cheng K.T., Liu X., Goldsmith C.M., Feske S., Ambudkar I.S. // Sci. Signaling. 2015. V. 8. № 359. P. 3.

8. Shalygin A., Skopin A., Kalinina V., Zimina O., Glushankova L., Mozhayeva G.N., Kaznacheyeva E. // J. Biol. Chem. 2015. V. 290. № 8. P. 4717-4727.

9. Prakriya M. // Curr. Topics Membranes. 2013. V. 71. P. 1-32.

10. Prakriya M., Feske S., Gwack Y., Srikanth S., Rao A., Hogan P.G. // Nature. 2006. V. 443. № 7108. P. 230-233.

11. Skopin A., Shalygin A., Vigont V., Zimina O., Glushankova L., Mozhayeva G.N., Kaznacheyeva E. // Biochimie. 2013. V. 95. № 2. P. 347-353.

12. Kaznacheyeva E., Glushankova L., Bugaj V., Zimina O., Skopin A., Alexeenko V., Tsiokas L., Bezprozvanny I., Mozhayeva G.N. // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. № 32. P. 23655-23662.

13. Cheng K.T., Ong H.L., Liu X., Ambudkar I.S. // Adv. Exp. Med. Biol. 2011. V. 704. P. 435-449.

14. Vigont V., Kolobkova Y., Skopin A., Zimina O., Zenin V., Glushankova L., Kaznacheyeva E. // Front. Physiol. 2015. V. 6. P. 337.

15. Nekrasov E.D., Vigont V.A., Klyushnikov S.A., Lebedeva O.S., Vassina E.M., Bogomazova A.N., Chestkov I.V., Semashko T.A., Kiseleva E., Suldina L.A., et al. // Mol. Neurodegen. 2016. V. 11. P. 27.

16. Ryazantseva M., Skobeleva K., Glushankova L., Kaz-

nacheyeva E. // J. Neurochem. 2016. V. 136. № 5. P. 1085-1095.

17. Ryazantseva M., Skobeleva K., Kaznacheyeva E. // Biochimie. 2013. V. 95. № 7. P. 1506-1509.

18. Berna-Erro A., Braun A., Kraft R., Kleinschnitz C., Schuhmann M.K., Stegner D., Wultsch T., Eilers J., Meuth S.G., Stoll G., Nieswandt B. // Sci. Signaling. 2009. V. 2. № 93. P. ra67.

19. Rao W., Zhang L., Peng C., Hui H., Wang K., Su N., Wang L., Dai S.H., Yang Y.F., Chen T., Luo P., Fei Z. // Biochim. Biophys. Acta - Mol. Basis Dis. 2015. V. 1852. № 11. P. 2402-2413.

20. Hou P.F., Liu Z.H., Li N., Cheng W.J., Guo S.W. // Cell. Mol. Neurobiol. 2015. V. 35. № 2. P. 283-292.

21. Miao Y., Shen Q., Zhang S., Huang H., Meng X., Zheng X., Yao Z., He Z., Lu S., Cai C., Zou F. // Breast Cancer Res. 2019. V. 21. № 1. P. 99.

22. Sobradillo D., Hernández-Morales M., Ubierna D., Moyer M.P., Núñez L., Villalobos C. // J. Biol. Chem. 2014. V. 289. № 42. P. 28765-28782.

23. Maruyama T., Kanaji T., Nakade S., Kanno T., Mikoshiba K. // J. Biochem. 1997. V. 122. № 3. P. 498-505.

24. Prakriya M., Lewis R.S. // J. Physiol. 2001. V. 536. № 1. P. 3-19.

25. Hu H.Z., Gu Q., Wang C., Colton C.K., Tang J., Kinoshita-Kawada M., Lee L.Y., Wood J.D., Zhu M.X. // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 34. P. 35741-35748.

26. Singh A.K., Saotome K., McGoldrick L.L., Sobolevsky A.I. // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 1. P. 2465.

27. Schindl R., Bergsmann J., Frischauf I., Derler I., Fahrner M., Muik M., Fritsch R., Groschner K., Romanin C. // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. № 29. P. 20261-20267.

28. Missiaen L., Callewaert G., De Smedt, H. Parys J.B. // Cell Calcium. 2001. V. 29. № 2. P. 111-116.

29. Soboloff J., Rothberg B.S., Madesh M., Gill D.L. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012. V. 13. № 9. P. 549-565.

30. Emrich S.M., Yoast R.E., Xin P., Zhang X., Pathak T., Nwo-konko R., Gueguinou M.F., Subedi K.P., Zhou Y., Ambudkar I.S., et al. // J. Biol. Chem. 2019. V. 294. № 16. P. 6318-6332.

31. Wei M., Zhou Y., Sun A., Ma G., He L., Zhou L., Zhang S., Liu J., Zhang S.L., Gill D.L. Wang Y. // Pflugers Arch. Eur. J.

Physiol. 2016. V. 468. № 11-12. P. 2061-2074.

32. Parvez S., Beck A., Peinelt C., Soboloff J., Lis A., Monteilh-Zoller M., Gill D.L., Fleig A., Penner R. // FASEB J. 2008. V. 22. № 3. P. 752-761.

33. Thiel M., Lis A., Penner R. // J. Physiol. 2013. V. 591. № 6. P. 1433-1445.

34. Bird S., Hwang S.Y., Smyth J.T., Fukushima M., Boyles R.R., Putney J.W. // Curr. Biol. 2009. V. 19. № 20. P. 1724-1729.

35. Djillani A., Doignon I., Luyten T., Lamkhioued B., Gangloff S.C., Parys J.B., Nüße O., Chomienne C., Dellis O. // Cell Calcium. 2015. V. 58. № 2. P. 171-185.

36. Djillani A., Nüße O., Dellis O. // Biochim. Biophys. Acta -Mol. Cell Res. 2014. V. 1843. № 10. P. 2341-2347.

37. Goto J.I., Suzuki A.Z., Ozaki S., Matsumoto N., Nakamura T., Ebisui E., Fleig A., Penner R., Mikoshiba K. // Cell Calcium. 2010. V. 47. № 1. P. 1-10.

38. Hendron E., Wang X., Zhou Y., Cai X., Goto J.I., Mikoshiba

K., Baba Y., Kurosaki T., Wang Y., Gill D.L. // Cell Calcium. 2014. V. 56. № 6. P. 482-492.

39. Zhou H., Iwasaki H., Nakamura T., Nakamura K., Maruyama T., Hamano S., Ozaki S., Mizutani A., Mikoshiba K. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007. V. 352. № 2. P. 277-282.

40. Hofer A., Kovacs G., Zappatini A., Leuenberger M., Hediger M.A., Lochner M. // Bioorg. Med. Chem. 2013. V. 21. № 11. P. 3202-3213.

41. Dellis O., Mercier P., Chomienne C. // BMC Pharmacol. 2011. V. 11. P. 1.

42. Schild A., Bhardwaj R., Wenger N., Tscherrig D., Kandasa-my P., Dernic J., Baur R., Peinelt C., Hediger M.A., Lochner M. // Internat. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 16. P. 1-28.

43. Wang X., Wang Y., Zhou Y., Hendron E., Mancarella S., Andrake M.D., Rothberg B.S., Soboloff J., Gill D.L. // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 3183.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.